Nios-II-系统的外围设备.ppt课件.ppt
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1、SOPCSOPC技术技术第第5章章 Nios II 系统的外围设备系统的外围设备NO.3.11谢谢观赏2019-8-264. 使用使用IDE Flash Programmer编程编程完成所有的软完成所有的软/硬件开发工作后,可以使用硬件开发工作后,可以使用NiosIDE提供的提供的Flash Programmer工具将程序下工具将程序下载到载到FPGA平台上的平台上的FLASH存储器中。存储器中。Flash Programmer是是Nios IDE 6.0提供的新工具,它可以提供的新工具,它可以将配置数据、将配置数据、Nios程序及其他数据文件下载到目标程序及其他数据文件下载到目标板上的板上的
2、FLASH存储器中,这里所说的存储器中,这里所说的FLASH存储器存储器包括业界标准的包括业界标准的CFI或或CFI兼容的兼容的FLASH存储器,以存储器,以及及Altera公司的公司的EPCS系列串行配置器件。系列串行配置器件。2谢谢观赏2019-8-26IDE Flash Programmer 通过通过2个过程将数据写入个过程将数据写入flash:(1)用用Altera提供的提供的“Flash编程设计编程设计”对对FPGA进行配置;进行配置;(2) IDE Flash Programmer将文件内容将文件内容 “Flash编程设计编程设计” FlashFlash编编程设计程设计3谢谢观赏2
3、019-8-26每个每个Flash编程设计应包含的元件:编程设计应包含的元件:4谢谢观赏2019-8-26 使用使用IDE Flash Programmer编程,首先要保证在编程,首先要保证在SOPC Builder中,在中,在Target选项区中的选项区中的Board的下拉列表框的下拉列表框中选择用户当前使用的中选择用户当前使用的目标板目标板Flash 编程设计编程设计。 SmartSOPC_Board_1C6是现用核心板提供的是现用核心板提供的目标板目标板Flash编程设计编程设计,可以对核心板上的,可以对核心板上的NOR Flash(元件标号元件标号U7)和和EPCS (元件标号元件标号
4、U10)进行编程。进行编程。5谢谢观赏2019-8-26使用使用NiosIDE对对FLASH存储器编程的步骤:存储器编程的步骤:(1)启动启动Nios II IDE。(2) 建立软件工程,然后编译连接(建立软件工程,然后编译连接(Build Project)(3) 选中要进行编程的工程,然后选选中要进行编程的工程,然后选ToolsFlash Programmer菜单启动菜单启动Flash Programmer对话框,对话框,如图如图5.5.2。(4) 单击单击Flash Programmer对话框左下角的对话框左下角的New命令命令按钮,建立一个新编程任务,可以修改这个新任按钮,建立一个新编程
5、任务,可以修改这个新任务的名称。务的名称。6谢谢观赏2019-8-26 若选中若选中program software project into flash memory project,可将工程的可将工程的.elf文件写入文件写入Flash(EPCS)。 若选中若选中program FPGA configuration data into hardware-image region of flash memory,可将可将FPGA的配置文件写入的配置文件写入Flash(EPCS)。 若选中若选中Program file into a flash memory选项,可选项,可将二进制文件写入将二
6、进制文件写入Flash。需要选择要编程的二。需要选择要编程的二进制文件及要编程的存储器(进制文件及要编程的存储器(U7为为Flash,U10为为EPCS)。)。(5) 在在Main页面中可以选择所要编程的内容,包括工程名页面中可以选择所要编程的内容,包括工程名称、称、FPGA配置文件的名称以及目标存储器。配置文件的名称以及目标存储器。7谢谢观赏2019-8-26图5.5.2 Flash Programmer对话框 8谢谢观赏2019-8-26(4) 在在Target Connection页面中选择与目标板相连的下载电页面中选择与目标板相连的下载电缆,如图缆,如图5.5.3。 (5) 设置好这些
7、内容之后,单击设置好这些内容之后,单击Apply按钮,然后单击按钮,然后单击Program Flash按钮,按钮,NiosIDE重新编译工程并对重新编译工程并对FLASH存储存储器进行编程。(若在器进行编程。(若在SOPC Builder中没有指定目标板,则中没有指定目标板,则Program Flash按钮将是灰色不能使用。)按钮将是灰色不能使用。) 从从IDE的的Console窗口可以看见编程过程。(见图窗口可以看见编程过程。(见图5.5.4) 完成完成Flash编程后,需让系统重新上电,使编程后,需让系统重新上电,使FPGA使用使用EPCS中配置数据重新配置中配置数据重新配置FPGA, 程
8、序才能正常运行。程序才能正常运行。9谢谢观赏2019-8-26图5.5.3 Flash Programmer 中目标连接设置10谢谢观赏2019-8-26在在console窗口显示编程过程及编程结束标志窗口显示编程过程及编程结束标志图5.5.411谢谢观赏2019-8-26通信接口通信接口 目前存在的所有计算机通信接口在嵌入式领目前存在的所有计算机通信接口在嵌入式领域中都有其广泛的应用,应用最为广泛的接口设域中都有其广泛的应用,应用最为广泛的接口设备包括备包括 RS-232接口(串口接口(串口UART) USB接口(通用串行总线接口)接口(通用串行总线接口) IrDA(Infra Red Da
9、ta Association红外线接口红外线接口) SPI(串行外围设备接口)、串行外围设备接口)、 I2C、CAN总线接口、总线接口、 蓝牙接口(蓝牙接口(Bluetooth) Ethernet(以太网接口)、以太网接口)、 IEEE1394接口和通用可编程接口接口和通用可编程接口GPIO。 12谢谢观赏2019-8-265.5 UART5.5 UART内核内核 UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter通用通用异步接收器异步接收器/发生器)内核带有发生器)内核带有Avalon接口,接口,为嵌入式系统和外部设备提供了为嵌入式系统和外部设备
10、提供了串行字符流串行字符流动通信方式动通信方式,其数据以,其数据以RS-232协议的形式与外协议的形式与外界进行交互。界进行交互。 提供可调整的波特率;可配置奇偶校验位、提供可调整的波特率;可配置奇偶校验位、停止位和数据位等。停止位和数据位等。13谢谢观赏2019-8-26UART内核的结构框图内核的结构框图14谢谢观赏2019-8-26UART内核寄存器映射内核寄存器映射15谢谢观赏2019-8-26UART内核配置选内核配置选项项1、波特率设置、波特率设置2、数据位、停止位、奇偶校验位、数据位、停止位、奇偶校验位3、流控制、流控制4、Avalon流控制传输流控制传输16谢谢观赏2019-8
11、-26软件编程软件编程 Altera提供的驱动程序执行提供的驱动程序执行HAL字符模式设字符模式设备驱动程序。备驱动程序。HAL用户应通过熟悉的用户应通过熟悉的HAL API函数函数和和ANSI C标准库函数标准库函数访问访问UART,而不是访问而不是访问UART寄存器。寄存器。altera_avalon_uart_regs.h 寄存器级访问头文件寄存器级访问头文件altera_avalon_uart.h, altera_avalon_uart.c HAL系统库的系统库的UART内核设备驱动程序内核设备驱动程序17谢谢观赏2019-8-26实验实验4.10:ANSI C标准库来访问标准库来访问
12、UART;如果检测到;如果检测到字符字符t,则报告检测到字符,则报告检测到字符t;如果检测到字;如果检测到字符符v,则退出程序。,则退出程序。#include#include#include system.hint main () char* msg = Detected the character t.n; FILE* fp; char prompt = 0; printf(Please Enter some characters: n); fp = fopen (UART_NAME, r+); /打开文件进行读和写打开文件进行读和写18谢谢观赏2019-8-26 if (fp) while
13、 (prompt != v) / 循环直至接收到循环直至接收到 v prompt = getc(fp); / 从从UART中获取字符中获取字符 if (prompt = t) / 如果字符为如果字符为 t 打印信息打印信息 fwrite (msg, strlen (msg), 1, fp); if (ferror(fp) / 检查错误是否在检查错误是否在UART连接上出现连接上出现 clearerr(fp); / 如果是,清除它如果是,清除它 fprintf(fp, Closing the UART file handle.n); fclose (fp); else printf(Fail t
14、o open file.n); return 0; 19谢谢观赏2019-8-26System.h 描述的描述的UART设备设备 #define UART_NAME /dev/uart #define UART_TYPE altera_avalon_uart #define UART_BASE 0 x00B00840 #define UART_IRQ 1 #define UART_BAUD 115200 #define UART_DATA_BITS 8 #define UART_FIXED_BAUD 0 #define UART_PARITY N #define UART_STOP_BITS
15、1 #define UART_USE_CTS_RTS 0 #define UART_USE_EOP_REGISTER 0 #define UART_SIM_TRUE_BAUD 0 #define UART_SIM_CHAR_STREAM #define UART_FREQ 4800000020谢谢观赏2019-8-2621谢谢观赏2019-8-26 具有具有Avalon接口的接口的JTAG UART核是实现在核是实现在PC机和机和FPGA上的上的SOPC Builder系统间进行系统间进行串行串行通信通信的一种实现方式的一种实现方式 JTAG UART用来替代用来替代RS-232完成与完成与P
16、C主机的主机的字符输入字符输入/输出输出, NiosII 处理器通过处理器通过读读/写控写控制和数据寄存器制和数据寄存器与与JTAG UART核通信核通信5.6 JTAG-UART内核内核22谢谢观赏2019-8-26 对于对于NiosII 处理器处理器, HAL系统库中包含该设备系统库中包含该设备的驱动程序的驱动程序,允许使用允许使用ANSI C标准库标准库stdio.h访访问问JTAG UART核核 对对PC机机, Altera提供提供JTAG终端软件终端软件来管理来管理PC机与目标系统的连接机与目标系统的连接,对对JTAG数据流解码和数据流解码和在屏幕上显示字符在屏幕上显示字符5.7 J
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